專利名稱：梁式鋼橋?yàn)r青鋪裝層實(shí)橋加載及長期監(jiān)測試驗(yàn)方法
梁式鋼橋?yàn)r青鋪裝層實(shí)橋加載及長期監(jiān)測試驗(yàn)方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于公路與城市道路領(lǐng)域，具體涉及一種梁式鋼橋浙青鋪裝層實(shí)橋加載及長期監(jiān)測試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
正交異性鋼橋面浙青鋪裝層因其局部剛度小、撓度及變形大、傳熱快、橋面底部加勁縱橫梁或肋多、易腐蝕等特性，使得鋼橋面浙青鋪裝比一般混凝土橋梁浙青鋪裝及道面結(jié)構(gòu)層受力更為復(fù)雜，工作環(huán)境與使用條件也嚴(yán)酷得多。鋼橋面板在車輛荷載作用下易產(chǎn)生較大的局部變形，從而導(dǎo)致其上的浙青鋪裝產(chǎn)生裂縫，鋼板局部變形不僅與其厚度、縱橫加勁肋厚度及間距有關(guān)，而且也與加鋪其上的浙青鋪裝層的剛度有關(guān)。因此，有必要對鋼橋面板及浙青鋪裝層在靜載、動(dòng)載作用下的變形情況以及自然因素條件下的狀況進(jìn)行系統(tǒng)研究和分析，以便為鋼橋面浙青鋪裝層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供可靠的力學(xué)依據(jù)。
國外鋼橋面浙青鋪裝試驗(yàn)橋研究開展較早。英國1963年利用建造Severn橋的機(jī)會(huì)，在重交通干道上采用與實(shí)橋類似的兩塊鋼橋板建造了相應(yīng)的試驗(yàn)段，并進(jìn)行了為期10 年的跟蹤與研究。日本1976年在國道16號千葉縣往長浦地(木更津)方向的公路上鋪設(shè)了鋼床板試驗(yàn)段，即長浦地試驗(yàn)橋，根據(jù)不同雙層式鋪裝層設(shè)計(jì)分為四個(gè)工區(qū)，在1977年至1983年進(jìn)行了為期6年的觀測試驗(yàn)。瑞典為選擇適合于濱海高橋的防水與鋪裝體系，于 1993年開展了相應(yīng)的試鋪工作，試驗(yàn)橋位于Pitsund地區(qū)的BD1337號橋上，該橋采用正交異性鋼橋面系，共設(shè)置了 8種鋪裝結(jié)構(gòu)，1993年6月鋪裝完成后開展了為期4年的觀測與調(diào)查工作，主要包括裂縫觀測、粘結(jié)強(qiáng)度測試、溫度測試等。
國內(nèi)鋼橋面浙青鋪裝試驗(yàn)橋研究起步相對較晚，相關(guān)單位先后采取了在室內(nèi)修筑正交異性鋼橋面鋪裝環(huán)道或直道模型進(jìn)行加速加載測試的方式對比不同鋪裝結(jié)構(gòu)的性能。 方萍等對由蓋板、5個(gè)開口縱肋和2個(gè)倒T形橫梁組成的鋼橋面模型進(jìn)行了室內(nèi)測試，包括蓋板撓度測試；蓋板頂面、底面的應(yīng)變和浙青鋪裝表面應(yīng)變測試，并分別在加鋪浙青鋪裝前后兩種情況下的彈性范圍內(nèi)進(jìn)行兩種工況下(即荷載大小和作用面積保持不變，但荷載作用位置改變)的試驗(yàn)。童樂為等對大型鋼橋面板模型進(jìn)行了靜力試驗(yàn)和有限元分析。潤揚(yáng)大橋鋼橋面鋪裝課題組在“澆注式浙青混合料+環(huán)氧浙青混合料”鋪裝結(jié)構(gòu)應(yīng)用于實(shí)際工程之前，選擇凍青橋作為試驗(yàn)橋進(jìn)行工程效果驗(yàn)證。試驗(yàn)橋的鋼箱梁設(shè)計(jì)方案依據(jù)潤揚(yáng)長江公路大橋鋪裝結(jié)構(gòu)確定，設(shè)計(jì)鋼橋面板厚度14mm，橫隔板厚度10mm，間距有兩種，分別為 3. 75m和3. 22m，加勁肋尺寸300mmX ^OmmX 8mm，鋪裝層為雙層結(jié)構(gòu)(下層25mm澆注式浙青混合料，上層35mm環(huán)氧浙青混合料)。試驗(yàn)橋建成后的使用環(huán)境與條件等因素和潤揚(yáng)長江公路大橋的諸多因素相似，在每一鋪裝層攤鋪前進(jìn)行了應(yīng)變、位移、溫度等試驗(yàn)。
以上國內(nèi)外浙青鋪裝試驗(yàn)鋼橋方面的相關(guān)研究雖然取得了一定的成果，但仍存在不足室內(nèi)試驗(yàn)鋼橋模型不能完全準(zhǔn)確再現(xiàn)鋼橋在實(shí)際交通及環(huán)境條件下的真實(shí)變形、受力等狀況；由于當(dāng)時(shí)技術(shù)手段的局限，室外研究大都停留在鋪裝層表面觀測，而沒有進(jìn)行過鋪裝層內(nèi)部監(jiān)測。所以，目前對實(shí)橋浙青鋪裝層進(jìn)行系統(tǒng)化的加載試驗(yàn)及長期監(jiān)測還處于空白階段。
通過對實(shí)橋鋪裝層進(jìn)行完善的加載測試，可檢驗(yàn)鋼橋面浙青鋪裝體系的承載性能以及鋪裝結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)理論的正確性，檢驗(yàn)質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求。通過對鋪裝結(jié)構(gòu)變形性能及使用狀況的跟蹤觀測及評價(jià)，可為今后相關(guān)鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)積累科學(xué)數(shù)據(jù)。而且，作為鋼橋面鋪裝力學(xué)計(jì)算和設(shè)計(jì)理論的試驗(yàn)驗(yàn)證，通過將實(shí)測數(shù)據(jù)與鋼橋面鋪裝力學(xué)分析進(jìn)行比較，修正橋面鋪裝層的有限元幾何模型和力學(xué)模型，以對正交異性鋼板和鋪裝層進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。因此，對實(shí)橋浙青鋪裝層進(jìn)行加載試驗(yàn)及長期監(jiān)測是一項(xiàng)具有理論與實(shí)際意義的研究工作。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種梁式鋼橋浙青鋪裝層加載及長期監(jiān)測試驗(yàn)方法。
本發(fā)明提出的梁式鋼橋浙青鋪裝層加載及長期監(jiān)測試驗(yàn)方法，包括傳感器布設(shè)位置、加載車輛參數(shù)測試、靜動(dòng)載及剎車加載測試、數(shù)據(jù)采集及分析等要求；具體步驟如下(1)梁式鋼橋浙青鋪裝層實(shí)橋加載方法①測點(diǎn)選擇以橋面板底面、頂面，鋪裝層底面、鋪裝層間、鋪裝層表面，空氣(溫度)等中特殊結(jié)構(gòu)位置處，如橫隔板或1/2橫隔板與U肋(邊緣、中心)、縱梁或腹板等的結(jié)合點(diǎn)作為測點(diǎn)，同一位置不同層位中的布點(diǎn)應(yīng)上下對應(yīng)。
②傳感器選擇除了常規(guī)考慮因素(如量程、分辨率)外，傳感器選擇依據(jù)主要是其變形與所測物質(zhì)的同時(shí)性、傳感器的穩(wěn)定性以及存活率；還需考慮道路施工中的高溫、機(jī)械造成的推移等因素。
③傳感器布設(shè)首先根據(jù)步驟①中已選擇測點(diǎn)準(zhǔn)確確定傳感器的位置，為了確保精確并上下對應(yīng)，可采用全站儀定點(diǎn)；通過打磨或擦拭清理干凈表面，并作嚴(yán)格標(biāo)記。然后進(jìn)行傳感器安裝埋設(shè)，根據(jù)不同安裝部位，可采取焊接、粘貼、開槽等方式，在此過程中，傳感器應(yīng)接通到數(shù)據(jù)采集儀上，時(shí)刻觀察是否發(fā)生異常變化，如有問題應(yīng)及時(shí)拆除重新進(jìn)行安裝。傳感器兩端及要在鋪裝層中通過部分的數(shù)據(jù)線建議用耐熱膠帶等包裹，以抵御攤鋪的浙青混合料的高溫，并呈連續(xù)S形引出橋面，并做好標(biāo)記。外露的數(shù)據(jù)線需套上金屬軟管進(jìn)行保護(hù)。
④加載試驗(yàn)需對加載車輛進(jìn)行軸重、軸距、輪距及接地面積等參數(shù)測量。以安裝埋設(shè)傳感器的測點(diǎn)沿橫橋向或縱橋向按照一定距離劃分網(wǎng)格，交點(diǎn)作為加載點(diǎn)位。同時(shí)，需綜合考慮實(shí)際行車的輪跡帶位置以及加載車輛的輪距等因素。加載試驗(yàn)可分為靜載、動(dòng)載及剎車試驗(yàn)等。靜載試驗(yàn)中，車輛以緩慢速度行駛至加載點(diǎn)位后，熄火保持靜止至少5min， 平行試驗(yàn)至少兩次。動(dòng)載試驗(yàn)中，加載車輛分別以不同的行駛速度通過加載點(diǎn)位，每個(gè)速度下進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，以確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。剎車試驗(yàn)中，加載車分別在不同的行駛速度下進(jìn)行剎車，通過事先確定的剎車距離使測試點(diǎn)位于剎車范圍內(nèi)，在每個(gè)行駛速度下進(jìn)行3次平行試驗(yàn)。加載試驗(yàn)過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制好時(shí)間，精確至秒，做好記錄工作。
(2)梁式鋼橋浙青鋪裝層長期監(jiān)測試驗(yàn)方法以一定的時(shí)間間隔、季節(jié)差異或交通量累計(jì)數(shù)量進(jìn)行鋼橋面鋼板結(jié)構(gòu)及鋪裝層內(nèi)外應(yīng)變、溫度等性能階段性監(jiān)測。有條件時(shí)，可連續(xù)監(jiān)測，此時(shí)建議布設(shè)無限遠(yuǎn)程遙控監(jiān)測。
本發(fā)明的有益效果在于本方法設(shè)計(jì)合理，操作簡便易行，可應(yīng)用于各等級公路的梁式鋼橋面浙青鋪裝層中。


圖1為實(shí)施例2加載車輛參數(shù)測試。
圖2為實(shí)施例2中加載試驗(yàn)。
圖3為實(shí)施例2中加載試驗(yàn)。
圖4為實(shí)施例3中表面應(yīng)變傳感器布置。
圖5為實(shí)施例3中周浦塘橋靜載工況。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施例1 梁式鋼橋浙青鋪裝層實(shí)橋加載及長期監(jiān)測試驗(yàn)方法 1)梁式鋼橋浙青鋪裝層實(shí)橋加載試驗(yàn)方法(1)測點(diǎn)選擇①測試層位橋面板底面、頂面；浙青鋪裝層底面、層間、表面；空氣(溫度)。②測點(diǎn)處于不同測試層位中的特殊位置點(diǎn)，如橫隔板、1/2橫隔板等橫向結(jié)構(gòu)與U肋(邊緣、中心)、系梁、縱梁、腹板等縱向結(jié)構(gòu)的結(jié)合點(diǎn)；同一位置不同層位中的布點(diǎn)應(yīng)“上下對應(yīng)”。
(2)傳感器選擇除了常規(guī)考慮因素(如量程、分辨率)外，傳感器選擇依據(jù)主要是其變形與所測物質(zhì)的 ‘同時(shí)性’、傳感器的穩(wěn)定性以及存活率。
由于道路施工的特殊性，鋪裝層中傳感器需能承受浙青混合料高達(dá)190°C的施工溫度以及攤鋪機(jī)、壓路機(jī)、交通荷載的壓力；與傳感器連接的電線或光纜需滿足攤鋪機(jī)、壓路機(jī)的推移，應(yīng)滿足一定的抗拉強(qiáng)度；由于橋面鋪裝一層厚度約為4cm，建議傳感器高度不超過Icm以減少對鋪裝層結(jié)構(gòu)的影響。
推薦使用光纖光柵類傳感器。有條件時(shí)，可采用遠(yuǎn)程遙控模式。
(3)傳感器布設(shè)不同層位傳感器安裝埋設(shè)方法有所差別，分述如下。
①橋面板底面?zhèn)鞲衅鲬?yīng)在未封底前進(jìn)行安裝，步驟包括位置標(biāo)記、鋼板打磨、傳感器焊接和數(shù)據(jù)線整理。
位置標(biāo)記根據(jù)布設(shè)方案準(zhǔn)確確定傳感器的布設(shè)位置，清理干凈鋼板表面，并作嚴(yán)格標(biāo)記。
鋼板打磨對標(biāo)記點(diǎn)位的鋼板進(jìn)行打磨，去除表面油漆，打磨區(qū)域以超出傳感器所需尺寸Icm為宜。
傳感器焊接用焊槍進(jìn)行傳感器焊接，注意傳感器不能偏離縱向或橫向方位；在焊接過程中，傳感器應(yīng)接通到數(shù)據(jù)采集儀上，時(shí)刻觀察是否發(fā)生異常變化，如有問題應(yīng)及時(shí)拆除重新進(jìn)行焊接。
數(shù)據(jù)線整理數(shù)據(jù)線需做好標(biāo)記，線路盡量簡易清晰，每隔約30cm用磁鐵及線夾子固定至鋼板上。為了后續(xù)測試方便及同時(shí)性，橋底面數(shù)據(jù)線應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行布局及安置設(shè)計(jì)，以使測試試驗(yàn)時(shí)可將橋底面數(shù)據(jù)線引至橋面上，與鋪裝層中傳感器數(shù)據(jù)線匯合。確認(rèn)上述步驟無誤后，用同種油漆對傳感器及數(shù)據(jù)線進(jìn)行涂刷。
②橋面板頂面?zhèn)鞲衅髟趪娚俺P后進(jìn)行安裝，步驟包括位置標(biāo)記、傳感器焊接和數(shù)據(jù)線整理。
位置標(biāo)記通過圖紙計(jì)算、參照物測算等確保橋面板頂面及底面測點(diǎn)上下對應(yīng)。準(zhǔn)確標(biāo)記傳感器的位置，并根據(jù)現(xiàn)場情況在欄桿或附近其它不易涂改的附屬物上作嚴(yán)格編號和標(biāo)記，以備后續(xù)傳感器埋設(shè)、實(shí)橋加載及數(shù)據(jù)采集時(shí)辨別使用。
傳感器焊接固定于橋面板頂面的傳感器焊接于鋼板上，同①中方法。
數(shù)據(jù)線整理傳感器兩端及需埋設(shè)于鋪裝層底部的部分?jǐn)?shù)據(jù)線，建議用耐熱膠帶等包裹，以抵御攤鋪時(shí)浙青混合料的高溫，并呈連續(xù)S形固定于橋面板上，以抵御施工機(jī)械造成的推移。引出橋面的數(shù)據(jù)線需做好標(biāo)記。
③鋪裝層底面?zhèn)鞲衅靼惭b，步驟包括位置標(biāo)記、傳感器安裝和數(shù)據(jù)線整理。
位置標(biāo)記及數(shù)據(jù)線整理同②中方法。
鋪裝層底面的傳感器安裝有兩種方法?！跋嚷穹ā庇脧?qiáng)力膠將傳感器于攤鋪前粘貼至測點(diǎn)位置。此方法雖然比較方便，但是由于浙青混合料攤鋪時(shí)的高溫及施工機(jī)械的推移，可能會(huì)造成傳感器移位甚至破壞，所以推薦采用“后埋法”，即浙青混合料攤鋪、初壓完成后，在測點(diǎn)位置迅速開槽，傳感器槽需深入層底，線槽深度可容納數(shù)據(jù)線即可。
④鋪裝層層間的傳感器隨施工過程，按照布置間距、數(shù)量和方位進(jìn)行埋設(shè)，步驟包括位置標(biāo)記、線槽開挖、傳感器安放、填料埋設(shè)和數(shù)據(jù)線整理。
位置標(biāo)記及數(shù)據(jù)線整理同②中方法。
線槽開挖壓路機(jī)碾壓至浙青混合料不出現(xiàn)較大推移時(shí)，在線槽開挖處放置一根直徑與線槽大小相當(dāng)?shù)匿摻睿瑝郝窓C(jī)后續(xù)的碾壓作用使鋼筋被壓入鋪裝層中而形成斷面規(guī)整的線槽。傳感器槽及數(shù)據(jù)線槽拐角處需輔以手工開挖，傳感器槽深度應(yīng)保證后續(xù)放置的傳感器主體位于鋪裝層間高度上。線槽開挖好之后仔細(xì)清掃傳感器槽和線槽，掃除大顆粒和尖銳顆粒，防止刮傷傳感器和數(shù)據(jù)線。
傳感器安放將傳感器平穩(wěn)地放入傳感器槽，保持平縱。數(shù)據(jù)線不可繃直，而應(yīng)盡量松散地布置于線槽中。
填料埋設(shè)線槽中撒布適量熱的浙青混合料細(xì)料以保護(hù)數(shù)據(jù)線不被大顆粒尖銳集料割破。數(shù)據(jù)線沿線槽鋪設(shè)，并引到橋面鋪裝結(jié)構(gòu)之外，其上需先用細(xì)料回填，再用浙青混合料覆蓋，并輔以手工擊實(shí)至鋪裝下層的高度。在鋪裝上層攤鋪機(jī)施工至測點(diǎn)前約5 10m 時(shí)，取攤鋪機(jī)中浙青混合料覆蓋于傳感器及數(shù)據(jù)線布置處，并稍作擊實(shí)。
⑤鋪裝層表面應(yīng)變在加載測試前進(jìn)行安裝，步驟包括位置標(biāo)記、傳感器粘貼和數(shù)據(jù)線布設(shè)。
位置確定根據(jù)先前標(biāo)記確定測點(diǎn)位置，并清理表面平整。
傳感器粘貼將傳感器主體及兩端用絕緣膠帶包裹，用強(qiáng)力膠牢固粘貼于測點(diǎn)位置。建議表面?zhèn)鞲衅餍柚辽儆诩虞d前池粘貼以達(dá)到穩(wěn)定粘結(jié)強(qiáng)度。
數(shù)據(jù)線布設(shè)用膠帶將數(shù)據(jù)線固定于鋪裝層表面以減少車輛的揉搓推移，做好標(biāo)記。
傳感器安裝埋設(shè)過程中，需注意以下幾點(diǎn) ①以上傳感器布設(shè)安裝過程中應(yīng)貼好標(biāo)簽，作好記錄。
②外露的數(shù)據(jù)線需套上金屬軟管進(jìn)行保護(hù)。
③測點(diǎn)定位時(shí)，為了確保精確并上下對應(yīng)，可采用全站儀。
④根據(jù)現(xiàn)場情況，數(shù)據(jù)線可歸并于防撞墻線路中，也可設(shè)置鐵箱集中存放。
⑤要定期查驗(yàn)，保證安全完好。
(4)實(shí)橋加載試驗(yàn)加載試驗(yàn)主要有以下幾方面工作①加載車輛參數(shù)測試。當(dāng)加載車輛裝上預(yù)定重量貨物后，先通過地磅粗略稱重，進(jìn)行貨物重量粗調(diào)。然后利用試驗(yàn)室稱重儀對加載車輛進(jìn)行前后軸重精確稱量；進(jìn)行軸距測量、輪距測量；使用復(fù)寫紙疊加方格紙的方法進(jìn)行前后輪接地面積測量。
②加載點(diǎn)布置。以安裝埋設(shè)傳感器的測點(diǎn)沿橫橋向或縱橋向按照一定距離劃分網(wǎng)格，交點(diǎn)作為加載點(diǎn)位。同時(shí)，需考慮實(shí)際行車的輪跡帶位置以及加載車輛的輪距。綜合分析以上因素后，用標(biāo)記筆標(biāo)識出加載點(diǎn)。
③加載試驗(yàn)過程。加載試驗(yàn)可分為靜載、動(dòng)載、剎車試驗(yàn)等。加載試驗(yàn)過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制好時(shí)間，精確至秒，并做好記錄工作。
靜載試驗(yàn)加載車輛以緩慢速度行駛至加載點(diǎn)位后，熄火保持靜止至少5min，平行試驗(yàn)至少兩次。
動(dòng)載試驗(yàn)加載車輛分別以不同的行駛速度(如20km/h、40km/h、60km/h、80km/h 等)勻速通過加載點(diǎn)位。每個(gè)速度下進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，以確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
剎車試驗(yàn)加載車輛分別在不同的行駛速度(如20km/h、40km/h、60km/h、80km/h 等)下進(jìn)行剎車，通過事先確定的剎車距離使測點(diǎn)位于剎車范圍內(nèi)，在每個(gè)行駛速度下進(jìn)行 3次平行試驗(yàn)，以確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
)梁式鋼橋浙青鋪裝層長期監(jiān)測試驗(yàn)方法①以一定的時(shí)間間隔或季節(jié)差異，或交通量累計(jì)數(shù)量進(jìn)行鋼橋面鋼板結(jié)構(gòu)及鋪裝層內(nèi)外應(yīng)變、溫度等性能階段性監(jiān)測。
②條件允許時(shí)，可實(shí)施連續(xù)監(jiān)測，此時(shí)建議布設(shè)無限遠(yuǎn)程遙控。
實(shí)施例2 將實(shí)施例1所述方法用于某地昌吉東路大橋?qū)崢蚣虞d試驗(yàn)昌吉東路大橋分別于2010年7月觀日及2011年5月5日進(jìn)行了兩次實(shí)橋加載試驗(yàn)，采用光纖光柵傳感器進(jìn)行了應(yīng)變及溫度測試。加載車輛參數(shù)測試見圖1，后軸重符合 BZZ-IOO0選擇結(jié)構(gòu)受力控制截面(橫隔板、兩橫隔板間1/2、U肋邊緣、兩U肋間1/2、U肋中心等)進(jìn)行加載試驗(yàn)，實(shí)測各測試截面在試驗(yàn)荷載作用下結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，通過分析實(shí)測結(jié)果來評定結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)和承載能力。進(jìn)行了 24h連續(xù)溫度測試，通過埋設(shè)的溫度傳感器，采集了橋面板底面、橋面板頂面(鋪裝層底)、鋪裝層間、鋪裝層表面、空氣溫度。
應(yīng)變傳感器布設(shè)方案橋面板底部應(yīng)變傳感器布置方案在兩個(gè)橫隔板中間1/2 直線上測試縱向應(yīng)變，應(yīng)變傳感器分別布置于系梁底面中心位置、第二個(gè)U型肋底部中心、 第二三U型肋1/2中間橋面板上、第五個(gè)U型肋底部中心及其邊緣橋面底、縱梁底面中心位置。每一排中光纖光柵應(yīng)變傳感器6個(gè)，并聯(lián)連接至一個(gè)1X6的分路盒中，光纖光柵溫度傳感器1個(gè)，布置于應(yīng)變傳感器附近并串聯(lián)至距離最近的一個(gè)應(yīng)變傳感器中。橫隔板處測試橫向應(yīng)變，傳感器布設(shè)同橫隔板1/2處。與系梁所對應(yīng)的橋梁頂面鋼板上焊接QSS100光纖光柵表面應(yīng)變計(jì)，測試鋼板應(yīng)變。鋪裝結(jié)構(gòu)中應(yīng)變傳感器布置方案在兩個(gè)橫隔板中間1/2直線上測試橫向應(yīng)變，應(yīng)變傳感器分別布置于第二個(gè)U型肋底部中心、第五個(gè)U型肋底部中心的面層對應(yīng)位置。在橫隔板處直線上測試縱向應(yīng)變，應(yīng)變傳感器位置同上。
溫度傳感器布設(shè)方案橋底面布置光纖光柵溫度傳感器2個(gè)；鋪裝結(jié)構(gòu)中SMA層底及環(huán)氧浙青混合料層底，在兩橫隔板處及兩橫隔板中間各埋設(shè)1個(gè)Ptioo溫度傳感器，距離機(jī)非分隔欄桿橫向lrn。鋪裝層表面與橫隔板及兩橫隔板1/2布設(shè)溫度傳感器相對應(yīng)的位置各放置一個(gè)PtlOO，以測試路表溫度。同時(shí)將兩個(gè)溫度傳感器系在測試點(diǎn)附近兩橋梁吊桿上，高于橋面至少2m，以測試空氣溫度。
第一次加載試驗(yàn)主要有以下兩方面靜載試驗(yàn)、動(dòng)載試驗(yàn)。靜載試驗(yàn)共分四種工況前后軸分別通過1/2橫隔板及橫隔板；動(dòng)載試驗(yàn)共分三種工況，加載車輛時(shí)速分別為 5km/h、20km/h、40km/h。第二次加載試驗(yàn)(見圖2)在第一次加載試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)，主要在以下方面進(jìn)行了改進(jìn)提高增加了 12種靜載試驗(yàn)工況，即共16種工況前后軸分別通過橫隔板、距橫隔板0. 2m、距橫隔板0.鈿、距橫隔板0. 8mU/2橫隔板、距橫隔板0. 6m、距橫隔板1. lm、距橫隔板1. 6m ；動(dòng)載試驗(yàn)速度提高，控制為20km/h、40km/h、60km/h，更加符合實(shí)際交通狀況；增加了剎車試驗(yàn)；動(dòng)載試驗(yàn)在每個(gè)速度下進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，以確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；動(dòng)載和剎車試驗(yàn)中的時(shí)間控制更加精確；二次加載試驗(yàn)前做了動(dòng)載速度及剎車距離測試，以確保試驗(yàn)安全及加載試驗(yàn)方案合理。
實(shí)施例3 將實(shí)施例1所述方法用于某地周浦塘橋?qū)崢蚣虞d試驗(yàn)周浦塘橋于2011年10月10日進(jìn)行了實(shí)橋加載試驗(yàn)(見圖3)，包括應(yīng)變及溫度測試。 加載車輛后軸重符BZZ-100。在改性SMA鋪裝下層底部、改性SMA鋪裝上層底部、鋪裝層表面布設(shè)橫向、縱向應(yīng)變傳感器(見圖4)，測試鋪裝結(jié)構(gòu)在不同加載條件下的橫縱應(yīng)變值，進(jìn)行了 5個(gè)測點(diǎn)的應(yīng)變數(shù)據(jù)采集。在改性SMA鋪裝下層底部、改性SMA鋪裝上層底部、鋪裝層表面布設(shè)溫度傳感器，測試鋪裝結(jié)構(gòu)在不同外界環(huán)境下的溫度值，并同步測試空氣溫度。
靜載試驗(yàn)共分為3組51個(gè)工況，每組17個(gè)工況(見圖5)。第一組前軸右側(cè)輪胎中心通過U肋邊緣所在縱向加載線，左輪中心距離腹板處表面應(yīng)變傳感器30cm ；第二組后軸左右外側(cè)輪胎中心通過腹板、U肋邊緣所在縱向加載線；第三組前軸左側(cè)輪胎中心通過腹板所在縱向加載線，右輪中心距離U肋邊緣處表面應(yīng)變傳感器30cm。每組中所確定的輪胎分別在17個(gè)工況下時(shí)，加載車輛熄火靜止5min。
權(quán)利要求
1. 一種梁式鋼橋浙青鋪裝層加載及長期監(jiān)測試驗(yàn)方法，其特征在于具體步驟如下(1)梁式鋼橋浙青鋪裝層實(shí)橋加載方法①測點(diǎn)選擇以橋面板底面、橋面板頂面、鋪裝層底面、鋪裝層間、鋪裝層表面、空氣或溫度層位中特殊結(jié)構(gòu)位置處，如橫隔板、1/2橫隔板與U肋、縱梁或腹板等的結(jié)合點(diǎn)作為測點(diǎn)，同一位置不同層位中的布點(diǎn)應(yīng)上下對應(yīng)；②傳感器選擇除了考慮量程、分辨率外，還應(yīng)考慮傳感器變形與所測物質(zhì)的同時(shí)性、 傳感器的穩(wěn)定性以及存活率，以及考慮道路施工中的高溫、機(jī)械造成的推移因素；③傳感器布設(shè)首先根據(jù)步驟①中已選擇測點(diǎn)準(zhǔn)確確定步驟②所選擇傳感器的位置， 為確保精確并上下對應(yīng)，采用全站儀定點(diǎn)；通過打磨或擦拭清理干凈所測物質(zhì)表面，并作嚴(yán)格標(biāo)記，然后進(jìn)行傳感器安裝埋設(shè)，根據(jù)不同安裝部位，可采取焊接、粘貼或開槽等方式，此過程中傳感器應(yīng)接通到數(shù)據(jù)采集儀上，時(shí)刻觀察是否正常，如發(fā)生異常變化拆除傳感器重新進(jìn)行安裝；傳感器兩端及鋪裝層中通過部分的數(shù)據(jù)線用耐熱膠帶包裹，并呈連續(xù)S形引出橋面，做好標(biāo)記，外露的數(shù)據(jù)線套上金屬軟管進(jìn)行保護(hù)；④加載試驗(yàn)需對加載車輛進(jìn)行軸重、軸距、輪距及接地面積測量；以安裝埋設(shè)傳感器的測點(diǎn)沿橫橋向或縱橋向按照一定距離劃分網(wǎng)格，交點(diǎn)作為加載點(diǎn)位，并需考慮實(shí)際行車的輪跡帶位置以及加載車輛的輪距因素；加載試驗(yàn)分為靜載、動(dòng)載及剎車試驗(yàn)靜載試驗(yàn)中，加載車輛以緩慢速度行駛至加載點(diǎn)位后，熄火保持靜止至少5min，平行試驗(yàn)至少兩次； 動(dòng)載試驗(yàn)中，加載車輛分別以不同的行駛速度勻速通過加載點(diǎn)位，每個(gè)速度下進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，以確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；剎車試驗(yàn)中，加載車輛分別在不同的行駛速度下進(jìn)行剎車，通過事先測定的剎車距離使測試點(diǎn)位處于剎車范圍內(nèi)，在每個(gè)剎車速度下進(jìn)行3次平行試驗(yàn)；加載試驗(yàn)過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制好時(shí)間，精確至秒，做好記錄工作；(2)梁式鋼橋浙青鋪裝層長期監(jiān)測試驗(yàn)方法以一定的時(shí)間間隔、季節(jié)差異或交通量累計(jì)數(shù)量進(jìn)行鋼橋面鋼板結(jié)構(gòu)及鋪裝層內(nèi)外應(yīng)變、溫度性能階段性監(jiān)測；有條件時(shí)，進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，布設(shè)無限遠(yuǎn)程遙控監(jiān)測。
全文摘要
本發(fā)明提出一種梁式鋼橋?yàn)r青鋪裝層實(shí)橋加載及長期監(jiān)測試驗(yàn)方法，具體步驟為上下測試層的傳感器布設(shè)位置需“上下對應(yīng)”，組成一個(gè)完整的測試體系。以安裝埋設(shè)傳感器的測點(diǎn)沿橫橋向或縱橋向按照一定距離劃分網(wǎng)格，交點(diǎn)作為加載點(diǎn)位。不同層位傳感器安裝埋設(shè)方法有所差別，主要有位置標(biāo)記、表面處理、傳感器安裝、數(shù)據(jù)線整理等步驟。加載試驗(yàn)可分為靜載、動(dòng)載、剎車試驗(yàn)。加載試驗(yàn)過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制好時(shí)間，精確至秒，做好記錄工作。靜載試驗(yàn)加載車輛以緩慢速度行駛至加載點(diǎn)位后，熄火保持靜止至少5min。動(dòng)載試驗(yàn)加載車輛分別以不同的行駛速度勻速通過加載點(diǎn)位。剎車試驗(yàn)加載車輛分別在不同的行駛速度下進(jìn)行剎車，通過事先測定的剎車距離使測試點(diǎn)位處于剎車范圍內(nèi)。以一定的時(shí)間間隔、季節(jié)差異或交通量累計(jì)數(shù)量進(jìn)行鋼橋面板鋼結(jié)構(gòu)及瀝青鋪裝層內(nèi)外應(yīng)變、溫度等性能長期監(jiān)測。本方法設(shè)計(jì)合理，操作簡便易行，可應(yīng)用于各等級公路的梁式鋼橋面瀝青鋪裝層中。
文檔編號G01M99/00GK102519748SQ20111043997
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者葉奮, 張德佳, 武金婷, 王勝, 蔣國杰, 黃運(yùn) 申請人:同濟(jì)大學(xué)